Power Over Ethernet（略してPoE）は、PoE給電とも呼ばれ、イーサネットネットワークのツイストペアケーブルを介して電力とデータを同時にデバイスに送信できるテクノロジです。
1. 「ミッドスパン方式」と「エンドスパン方式」の違い
PoEの2つの電力供給スキーム-PoE規格は、イーサネット伝送ケーブルを使用してPoE準拠デバイスにDC電力を供給する2つの方法を定義しています。
1.1 「ミッドスパン方式」
一つは「ミッドスパン」と呼ばれる方法です。イーサネットケーブルの未使用のワイヤペアを使用してDC電力を送信します（つまり、データの場合は1236ラインシーケンス、電力の場合は4578ラインシーケンス）。対応するEndpointPSEは、PoE対応のイーサネットスイッチ、ルーター、ハブ、またはその他のネットワークスイッチングデバイスをサポートします。
1.2 「エンドスパン方式」
もう一つの方法は、データ伝送に使用されるコアワイヤで同時にDC電力を伝送する「エンドスパン方式」であり、その電力伝送はイーサネットデータ信号の周波数とは異なる周波数を採用します（つまり、 1236ラインシーケンスはデータと電気を送信します）。
2. PoE給電の背景
IPテレフォニー、ネットワークビデオ監視、ワイヤレスイーサネットネットワークの幅広いアプリケーションにより、イーサネット経由の電源供給の必要性が急務となっています。端末は通常DC電源を必要としますが、一般的に天井または屋外に電源ソケットなしで設置されています。
コンセントがあっても、これらの端子にAC/DCアダプターを取り付ける場所がありません。
大規模なローカルエリアネットワークでは、管理者は統合された電源と管理を必要とする複数の端末を管理する必要があります。この場合、電力管理は困難であり、PoE給電はこの問題を解決できます。
PoE給電テクノロジーは有線イーサネットで使用されており、LANで最も広く使用されています。
PoEを使用すると、データ伝送ラインまたはアイドルラインを介して端末に電力を供給することができます。このテクノロジーは、2.5GE Base-T、1000Base-T、100Base-TX、または10Base-Tイーサネットネットワークを介して最大200mの距離で電力を供給できます。
3. PoE給電には次のデバイスが含まれます
3.1 Power-sourcing Equipment（PSE）
Power-sourcing Equipment（PSE）：イーサネットを介して電力を供給される機器に電力を供給し、PoEスイッチなどの検出、分析、インテリジェントな電力管理などの機能を提供しています。
3.2 パワードデバイスPD（パワードデバイス）
パワードデバイスPD（パワードデバイス）：ワイヤレスAP、ポータブルデバイス充電器、クレジットカードマシン、カメラ、その他のパワードデバイスなど。 IEEE規格に準拠しているかどうかにより、PDは標準PDと非標準PDに分けられます。
3.3 PoE電源
PoEシステムに電力を供給し、PSEに接続されるPDの数はPoE電源の電力によって制限されます。PoE電源が接続可能かどうかにより、PoE電源は内蔵電源と外部電源に分けられます。
4. 電源の作業プロセス
PSEデバイスの電源がオンになり、PDデバイスがネットワークを介してPSEデバイスに接続された後、PSEとPDは電源ネゴシエーションを開始します。
4.1 PDの検出：PSEは、PDデバイスの存在を検出するために、ポートに小さな電流制限電圧を定期的に出力します。特定の抵抗値を持つ抵抗が検出された場合は、ケーブル端子がIEEE802.3af規格またはIEEE802.3at規格をサポートする受信側デバイスに接続されていることを意味します。
電源機能のネゴシエーションは、PDデバイスの分類プロセスです。PSEはPDを分類し、電源をネゴシエートします。電源機能のネゴシエーションは、PSEおよびPDによって送信された抵抗を解析するだけでなく、ネゴシエーション用の電源機能を検出してアドバタイズするためのLink Layer Discovery Protocol（LLDP）プロトコルを介して実行できます。
4.2 電源の開始：起動期間中（通常は15μs未満）、PSEデバイスは低電圧から48VのDC電圧が供給されるまでPDデバイスに電力を供給し始めます。
4.3 通常の電源：電圧が48Vに達した後、PSEはPDデバイスに安定した信頼性の高い48V DC電力を供給し、PDデバイスの消費電力はPSEの最大出力電力を超えません。
4.4 電源障害：電源プロセス中、PSEはPD電流入力を継続的に監視します。PD電流消費量が最小値を下回った場合、またはデバイスのプラグを抜いたり、PDデバイスの消費電力過負荷に遭遇したりするなど、電流の急増、短絡、PSEを超える電源負荷などの場合、PSEは電源を切断し、検出プロセスを繰り返します。
5. PoE給電テクノロジーのメリット
5.1 スペースを節約：必要なネットワークケーブルは1本だけで、PoEはネットワークデバイスに電力を供給しながらデータを送信でき、配線が不要で、シンプルで省スペースであり、デバイスは自由に移動できます。
5.2 コストを節約：多くの監視プロジェクトでは、AC電源の導入が困難な場所に監視カメラを設置する必要があります。PoEにより、高価な電源の必要性と電源の設置にかかる時間が不要となり、電源コードと電源ソケットが節約されるだけでなく、たくさんのお金と時間も節約できます。
5.3 集中型電源：PoE電源を使用すると、電源が遮断されたときに1つのUPSだけですべての関連機器に電源を供給することができます。
5.4 安全で信頼できる：電源ケーブルが損傷すると、電気が漏れやすくなります。PoEスイッチの電源は比較的安全で、48Vの電圧を供給します。 また、PoEは電源が必要な機器のみに電力を供給します。電源が必要な機器が接続されている場合に限り、イーサネットケーブルに電圧がかかるため、回線漏れのリスクがなくなり、安全で信頼性高くなります。
6. PoEが電力を供給できない場合のトラブルシューティング方法
l まず、受電装置がPoE電源装置をサポートしているかどうかを確認します。すべてのデバイスがPoE電源装置をサポートしているわけではありません。
l 受電装置の電力がPoEスイッチのポートから供給される最大電力を超えていないか確認します。PoEスイッチのポート電源には、15.4Wと30Wの2種類があります。15.4WのPoEスイッチが使用されている場合、受電装置の電力が15.4Wを超えると、電源装置が不安定になり、電力を供給できなくなります。
l PoEスイッチの電源装置が、全負荷の動作状態で電源装置の合計電力を超えていないかどうかを確認します。単一ポートの電源装置に加えて、PoEスイッチには合計電源装置もあります。市場に出回っている一部の8ポートPoEスイッチの合計電源は90Wで、1ポートの電源は15.4Wです。
各ポートの電源をピークまで使用した場合、8ポートは8×15.4=123.2Wになります。このように、スイッチの総電力を超えてしまい、当然電源に問題が発生します。したがって、PoEスイッチの使用は適切に一致させる必要があり、高電力の受電装置は低電力の受電装置と一緒に使用する必要があります。
